ES2333606T3 - Endoprotesis vascular para suministro de farmacos y metodo de tratamiento de la reestenosis. - Google Patents

Endoprotesis vascular para suministro de farmacos y metodo de tratamiento de la reestenosis. Download PDF

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ES2333606T3 ES05801023T ES05801023T ES2333606T3 ES 2333606 T3 ES2333606 T3 ES 2333606T3 ES 05801023 T ES05801023 T ES 05801023T ES 05801023 T ES05801023 T ES 05801023T ES 2333606 T3 ES2333606 T3 ES 2333606T3
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Abstract

Una endoprótesis vascular, radialmente expansible, diseñada para colocarla en un sitio de lesión vascular, para inhibir la reestenosis en el sitio, que comprende: un cuerpo radialmente expansible formado por uno o más filamentos metálicos que definen una superficie externa, unido a o formado en dicha superficie externa, una capa de anclaje mecánico que puede infundirse como líquido que tiene un espesor medio de al menos 3 µm, y un recubrimiento de fármaco compuesto por una composición sin polímero que contiene al menos un 90% en peso de un fármaco inmunosupresor de trieno macrocíclico anti-reestenosis y hasta el 10% en peso de aditivos, y que no contiene un polímero reticulado capaz de proporcionar soporte estructural al recubrimiento y que tiene subestrato infundido en dicha capa de anclaje, para retener dicho recubrimiento sobre el cuerpo de la endoprótesis cuando la endoprótesis se expande radialmente en el sitio de la lesión vascular, y un estrato superficial sustancialmente continuo de fármaco que se pone en contacto directo con las paredes del vaso en dicho sitio mediante dicha expansión radial y en la que el estrato superficial no contiene una matriz polimérica reticulada en la que se embebe el fármaco y, por lo tanto, el fármaco en el estrato superficial no está contenido en los poros de la superficie y en la que no hay una membrana porosa limitadora de la difusión que cubra el recubrimiento de fármacos, de manera que la velocidad de liberación del fármaco anti-reestenosis del estrato superficial hacia dicho sitio vascular está determinada únicamente por la composición de dicho recubrimiento de fármaco.

Description

Endoprótesis vascular para suministro de fármacos y método de tratamiento de la reestenosis.
Antecedentes
Una endoprótesis es un tipo de implante endovascular, normalmente generalmente de forma tubular, que típicamente tiene una construcción tubular de red, conectada por cable, que puede expandirse para insertarse permanentemente en un vaso sanguíneo para proporcionar soporte mecánico al vaso y mantener o restablecer un canal de flujo durante o después de la angioplastia. La estructura de soporte de la endoprótesis está diseñada para prevenir el colapso temprano de un vaso que se ha debilitado y dañado por angioplastia. Se ha demostrado que la inserción de endoprótesis evita el remodelado negativo y el espasmo del vaso mientras transcurre la curación de la pared del vaso dañado durante un período de meses.
Durante el proceso de curación, la inflamación provocada por la angioplastia y la lesión al implantar la endoprótesis a menudo provoca la proliferación de las células de músculo liso y su recrecimiento hacia el interior de la endoprótesis, cerrando de esta manera parcialmente el canal de flujo; y reduciendo de esta manera o eliminando el efecto beneficioso del procedimiento de angioplastia/introducción de endoprótesis. Este proceso se denomina reestenosis. Los coágulos de sangre pueden formarse también dentro de la endoprótesis recién implantada debido a la naturaleza trombótica de las superficies de la endoprótesis, incluso cuando se usan materiales biocompatibles para formar la endopró-
tesis.
Aunque no pueden formarse grandes coágulos de sangre durante el propio procedimiento de angioplastia o inmediatamente después del procedimiento debido a la práctica actual de inyectar fármacos anti-plaquetarios potentes en la circulación sanguínea, siempre está presente algo de trombosis, al menos a un nivel microscópico, sobre las superficies de la endoprótesis y se cree que desempeña un papel significativo en las fases tempranas de reestenosis estableciendo una matriz biocompatible sobre las superficies de la endoprótesis con lo que las células de músculo liso pueden unirse posteriormente y multiplicarse (Farb et al., Circulation, 110 (8): 940-947, 2004).
Se sabe que los recubrimientos de la endoprótesis contienen agentes bioactivos diseñados para reducir o eliminar la trombosis o reestenosis. Dichos agentes bioactivos pueden dispersarse o disolverse en una matriz polimérica bio-duradera o bio-erosionable que se aplica como un recubrimiento sobre toda la superficie del filamento. Después del implante, el agente bioactivo se difunde fuera de la matriz polimérica y, preferiblemente, hacia el tejido circundante.
Si el polímero es bioerosionable, además de liberar el fármaco a través del proceso de difusión, el agente bioactivo puede liberarse también a medida que el polímero se degrada o disuelve, haciendo al agente más fácilmente disponible para el entorno del tejido circundante. Se conocen endoprótesis bioerosionables y endoprótesis bioduraderas donde las superficies externas o incluso todo el volumen del material polimérico es poroso. Por ejemplo, la publicación PCT Nº WO 99/07308, que es de cesión común con la presente solicitud, describe dichas endoprótesis. Cuando se usan los polímeros bioerosionables como recubrimientos de suministro de fármaco, la porosidad se reivindica de diversas maneras para ayudar al crecimiento hacia dentro del tejido, hace a la erosión del polímero más predecible, o regula o potencia la velocidad de liberación de fármaco tal como se describe, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos 6.099.562, 5.873.904, 5.342.348, 5.873.904, 5.707.385, 5.824.048, 5.527.337, 5.306.286 y 6.013.853.
Se ha propuesto una diversidad de agentes reivindicados específicamente para inhibir la proliferación de las células de músculo liso y, de esta manera, inhibir la reestenosis para liberarse de las endoprótesis vasculares. Como ejemplos, la Patente de Estados Unidos Nº 6.159.488 describe el uso de un derivado de quinazolinona; la Patente de Estados Unidos Nº 6.171.609, el uso de taxol y la Patente de Estados Unidos Nº 6.258.121, el uso de paclitaxel, un agente citotóxico que se cree que es el ingrediente activo en el agente taxol. La plata metálica se cita en la Patente de Estados Unidos Nº 5.873.904. Tranilast, un agente estabilizador de membrana que se cree que tiene propiedades anti-inflamatorias se describe en la Patente de Estados Unidos Nº 5.733.327. Más recientemente, rapamicina, un inmunosupresor presentado para suprimir el crecimiento tanto de las células de músculo liso como de las células endoteliales, se ha mostrado que tiene una eficacia mejorada contra la reestenosis cuando se suministra desde un recubrimiento polimérico sobre una endoprótesis. Véanse, por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos Nº 5.288.711 y 6.153.252. También, en la Publicación PCT Nº WO 97/35575, el compuesto inmunosupresor de trieno macrocíclico everolimus y compuestos relacionados se han propuesto para tratar la reestenosis. Las publicaciones PCT de cesión común WO 2003/090684 A3 y WO 03/090818 describen una composición polimérica que contiene un compuesto de trieno macrocíclico y una endoprótesis vascular y un método para tratar la reestenosis, respectivamente.
Dadas las ventajas de implantar una endoprótesis diseñada para liberar un fármaco para inhibir la reestenosis en el tejido vascular después de la angioplastia, sería deseable producir una endoprótesis de elución de fármaco que tenga las ventajas adicionales de: (i) reducir el perfil de la endoprótesis, tanto antes como después de la colocación en el sitio de la lesión vascular, (ii) eliminar los componentes químicos que pueden provocar irritación o inflamación en el sitio de la endoprótesis, y (iii) proporcionar un mayor control de la velocidad de liberación de fármaco una vez que la endoprótesis está situada en el sitio.
Sumario
En un aspecto, la invención incluye una endoprótesis vascular, radialmente expansible, diseñada para colocarla en un sitio de lesión vascular, para inhibir la reestenosis en el sitio, como se define en la reivindicación 1.
El estrato superficial del fármaco tiene un espesor preferido de entre aproximadamente 5 y 30 \mum, y preferiblemente constituye al menos aproximadamente el 75 por ciento en peso del recubrimiento del fármaco.
La composición de fármaco contiene al menos un 90% en peso de un compuesto inmunosupresor de trieno macrocíclico anti-reestenosis que tiene en una realización la estructura:
1
donde (i) R es H, un alquilo de cadena corta, lineal o ramificado, alcohol alquílico, éter de alquilo o un grupo aldal que no contiene más de diez átomos de carbono. En los compuestos ejemplares, R es CH_{2}-X-OH, y X es un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene de 1 a 10 átomos de carbono o (CH_{2})_{n}-O-(CH_{2})_{n}, donde n es 1-3.
En otro aspecto más, la invención proporciona un método para conseguir una velocidad eficaz de liberación de un fármaco anti-reestenosis a partir de una endoprótesis radialmente expansible situada dentro de un vaso en un sitio vascular de lesión como se define en la reivindicación 12.
Se describe también un método de producción de una endoprótesis vascular radialmente expansible diseñada para colocarla en un sitio de lesión vascular, para inhibir la reestenosis en el sitio, como se define en la reivindicación 9.
Estos y otros objetos y características de la invención resultarán más evidentes cuando la siguiente descripción detallada de la invención se lea junto con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
Las Figuras 1A y 1B ilustran en una endoprótesis vascular que tiene un cuerpo de filamento metálico y que se muestra en estado contraído (Figura 1A) y expandido (Figura 1B);
La Figura 2 muestra una sección transversal de la endoprótesis de la invención colocada en un sitio intravascular;
La Figura 3 es una parte en sección transversal ampliada de un filamento del cuerpo de la endoprótesis, que muestra una capa de anclaje mecánico sobre el filamento y el recubrimiento de fármaco y sus dos estratos;
La Figura 4 es una microfotografía de una parte de un filamento en una endoprótesis formada de acuerdo con la invención;
La Figura 5 es una microfotografía electrónica de barrido de la superficie de la endoprótesis mostrada en la Figura. 4;
La Figura 6 ilustra un dispositivo de suministro robótico para aplicar una capa de fármaco a una endoprótesis; y
La Figura 7 es un perfil de elución en PBS del fármaco Biolimus A-9 desde la endoprótesis de la invención medido por la cantidad total de fármaco liberado en \mug durante un tiempo acumulado en horas.
Descripción detallada I. Definiciones
Los siguientes términos tienen las definiciones dadas en este documento, a menos que se indique otra cosa.
"Inhibir la reestenosis" se refiere a reducir la extensión del la reestenosis observada después de una lesión por "sobre-estirado" vascular, medida por una reducción en el porcentaje medio de la estenosis vascular en un tiempo seleccionado después de la colocación de la endoprótesis, por ejemplo, 1-6 meses.
Una "capa de anclaje mecánico que puede infundirse como líquido" se refiere a las características de la superficie de la endoprótesis que proporcionan intersticios o elementos de la superficie que se proyectan verticalmente y/o regiones rebajadas o huecos con paredes sustancialmente verticales por los que una solución de fármaco puede extraerse, por ejemplo, por fuerzas capilares. El espesor de dicha capa se refiere al espesor medio de la capa, por ejemplo, la profundidad media de la parte que puede infundirse de la capa.
Una "composición de fármaco sustancialmente sin polímero" se refiere a una capa de fármaco líquida o endurecida en la que la reticulación del polímero prácticamente no contribuye a la integridad de la composición en su forma endurecida. El término no impide la presencia de polímeros solubles, tales como heparina, que hacen poca o ninguna contribución a la estructura de la capa de fármaco endurecida, o a los polímeros añadidos para aumentar la viscosidad de una composición de fármaco líquida.
Un "estrato superficial sustancialmente continuo" de un recubrimiento de fármaco se refiere a una capa de composición de fármacos que forma una extensión sustancialmente continua de la composición de fármaco ininterrumpida por estructuras superficiales irregulares unidas a o formadas sobre la endoprótesis metálica subyacente.
La velocidad de liberación de una fármaco anti-reestenosis del estrato superficial "se determina únicamente mediante la composición del recubrimiento de fármaco" donde la cinética de liberación de fármaco, determinada, por ejemplo poniendo la endoprótesis recubierta en un entorno de liberación de fármaco seleccionado, depende únicamente de las propiedades de solubilidad del fármaco y de cualquier aditivo en su interior, por ejemplo, un material aglutinante lipídico o hidrófobo en el entorno del tejido circundante. Esto está en contraste con las endoprótesis en las que la velocidad de liberación del fármaco desde un recubrimiento de liberación de fármaco externo depende de (i) la presencia de una matriz de polímero reticulado en la que el fármaco está embebido, (ii) la geometría de los poros de la superficie en la que está soportado el fármaco o (iii) la presencia de una membrana limitadora de la difusión que cubre el recubrimiento de fármaco.
II. Endoprótesis Endovascular
Las Figuras 1A y 1B muestran una endoprótesis 20 construida de acuerdo con la invención, en los estados contraído y expandido de la endoprótesis, respectivamente. La endoprótesis incluye un miembro o cuerpo estructural 22 y un recubrimiento externo para contener y liberar el compuesto anti-reestenosis, como se describirá adicionalmente a continuación con referencia a las Figuras 3-5.
A. Cuerpo de la endoprótesis
En la realización mostrada en las Figuras 1A y 1B, el cuerpo de la endoprótesis se forma de una pluralidad de miembros tubulares unidos por filamentos, tales como los miembros 24, 26. Cada miembro tiene una estructura expansible en zig-zag, de diente de sierra o de onda sinusoidal. Al menos algunos de los miembros están unidos por uniones axiales, tales como las uniones 28, 30 que unen los picos y depresiones de los miembros adyacentes. Como puede apreciarse, esta construcción permite que la endoprótesis se expanda desde un estado contraído, mostrado en la Figura 1A, a un estado expandido, mostrado en la Figura 1B, con poco o ningún cambio en la longitud de la endoprótesis. Se apreciará que los picos y depresiones de miembros adyacentes pueden estar desplazados, con lo que al menos algunos de los miembros están unidos por uniones axiales que unen la depresión de un miembro con el pico del miembro adyacente. Al mismo tiempo, las uniones relativamente infrecuentes entre picos y depresiones de miembros tubulares adyacentes permiten a la endoprótesis adaptarse para doblado. Esta característica puede ser particularmente importante cuando la endoprótesis se suministra a un sitio vascular en su estado contraído, en o sobre o un catéter. Se apreciará que se contempla cualquier número de uniones entre los miembros adyacentes. La endoprótesis tiene un diámetro en estado contraído típico (Figura 1A) de entre aproximadamente 0,5-2 mm, más preferiblemente de aproximadamente 0,71 a 1,65 mm y una longitud de entre aproximadamente 5-100 mm. En su estado expandido, mostrado en la Figura 1B, el diámetro de la endoprótesis es de al menos dos veces y hasta 8-9 veces el de la endoprótesis en su estado contraído. De esta manera, una endoprótesis con un diámetro contraído de entre aproximadamente 0,7 a 1,5 mm puede expandirse radialmente a un estado expandido seleccionado de entre aproximadamente 2-8 mm o mayor.
Se conocen endoprótesis que tienen esta arquitectura de cuerpo de endoprótesis general con miembros tubulares expansibles unidos, por ejemplo, como se describe en la publicación PCT Nº WO 99/07308, que es de cesión común con la presente solicitud. Se describen otros ejemplos en las Patentes de Estados Unidos Nº 6.190.406, 6.042.606, 5.860.999, 6.129.755, o 5.902.317. Como alternativa, el miembro estructural en la endoprótesis puede tener una construcción de cinta helicoidal continua, es decir, donde el cuerpo de la endoprótesis está formado por una bobina de tipo cinta continua individual, y la cinta forma los filamentos de la endoprótesis. El requisito básico del cuerpo de la endoprótesis es que sea expansible, tras desplegarla en un sitio de lesión vascular, y que sea adecuada para recibir un recubrimiento que contiene fármaco en su superficie externa, para suministrar el fármaco contenido en el recubrimiento hacia la pared del recipiente (es decir, las capas media, adventicia y endotelial del tejido) que recubren el sitio vascular diana. Preferiblemente, el cuerpo también tiene una red o estructura abierta, que permite el crecimiento hacia dentro de las células endoteliales "a través de" la endoprótesis desde el exterior al interior. Las características especiales del cuerpo de la endoprótesis usado para soportar un recubrimiento de fármaco se considerarán en la siguiente sección. El metal o aleación metálica que forma la endoprótesis puede incluir aleaciones de cobalto-cromo, acero inoxidable y aleaciones de platino-Iridio.
La Figura 2 muestra la colocación de la endoprótesis 20 en un sitio intravascular de lesión en un vaso 25. La Figura muestra la endoprótesis en su estado expandido, después del suministro al sitio en un estado contraído y la expansión radial a un grado que presiona los filamentos del cuerpo de la endoprótesis recubierto con fármaco contra las paredes del vaso 17. Esta colocación ancla la endoprótesis dentro del vaso y pone el recubrimiento de fármaco sobre la superficie externa de la endoprótesis en contacto directo con los tejidos que recubren el recipiente 15, para suministrar el fármaco directamente desde el recubrimiento de fármaco a las células que revisten el vaso.
B. Capa de anclaje mecánico
La Figura 3 muestra, en una vista ampliada, una parte de un filamento 26 en la endoprótesis 20. El filamento incluye un cuerpo filamentoso 32 que tiene una superficie superior o externa 33 que se orientará hacia la pared del vaso cuando la endoprótesis se coloca operativamente en un vaso. Formada sobre o unida a la superficie superior del filamento hay una capa de anclaje mecánico que puede infundirse como líquido 34. En términos de su microestructura, la capa 34 típicamente incluye una serie de proyecciones o nodos, tales como los nodos 36. La capa de anclaje se forma preferiblemente sobre el lado orientado hacia fuera del vaso de los filamentos del cuerpo de la endoprótesis únicamente, de manera que la capa de fármaco soportada sobre la endoprótesis se localiza en este lado orientado hacia fuera de la endoprótesis.
El cuerpo (filamento) de la endoprótesis puede formarse, por ejemplo, de cobalto/cromo, acero inoxidable o platino/iridio. La capa de anclaje mecánico que puede infundirse como líquido puede estar compuesta por un metal o aleación similar o muy parecido, por ejemplo por electrometalizado de la capa de anclaje sobre el cuerpo de la endoprótesis.
La Figura 4 es una microfotografía, a aproximadamente un aumento de 100 X, que muestra una parte del filamento de la endoprótesis que tiene una capa de anclaje mecánico ejemplar formada sobre su superficie externa (orientada hacia fuera). Como se observa, la superficie es muy irregular, proporcionando una capa superficial que puede infundirse formada por agrupaciones de nodos o proyecciones superficiales con forma irregular. Como se observa mejor en la Figura 5, esta proyecciones superficiales, que tienen una apariencia de tipo coliflor, tienen superficies rebajadas con tamaños medios en el intervalo de 2-8 micrómetros de tamaño y forman intersticios entre la serie de proyecciones que permite la infusión de la solución de fármaco en la capa, por ejemplo, por capilaridad. El espesor de la capa, medido como un espesor medio del cuerpo de la endoprótesis, es preferiblemente de al menos 3 micrómetros, típicamente aproximadamente 3-10 micrómetros. Los intersticios en medio de y entre las proyecciones son irregulares y pueden extenderse a través de diversas proyecciones adyacentes. El volumen hueco de la capa superficial que puede infundirse es preferiblemente entre aproximadamente el 10-50%, más típicamente aproximadamente el 20-40% del volumen total de la capa.
La capa de anclaje mecánico descrita anteriormente se forma preferiblemente por un método de electrometalizado en el que la endoprótesis y una fuente de metalizado metálico, por ejemplo una barra de platino, sirve como los dos electrodos del sistema. En los métodos de electrometalizado convencionales, la corriente aplicada a través de los dos electrodos es relativamente baja, permitiendo que la placa se forme de una manera uniforme y controlada, formando así una superficie suave con una superficie pulida tipo especular. Sin embargo, al aumentar la corriente de electrometalizado, la construcción de la placa se hace más irregular, conduciendo a proyecciones con tamaño y forma irregulares, tales como los observados en la Figura. 5.
Los métodos de electrometalizado para conseguir un espesor deseado y una estructura superficial los conocen los especialistas en la técnica. En un método ejemplar, una endoprótesis de platino (cátodo) y una barra de platino (ánodo) se usaron como los electrodos en el aparato de metalizado convencional, usando un AP RTU de platino de Technic, Inc. (Anaheim, CA.) como el baño con la capa de anclaje resultante mostrada en las Figuras 4-5. La temperatura del baño se ajustó a 160ºF (71ºC) y una tensión aplicada de 2,5 voltios. El tiempo total de metalizado fue de 15 minutos. Se apreciará que al menos uno de la temperatura del baño, tensión y tiempo de metalizado total puede ajustarse para conseguir el espesor y estructura deseados para la capa de anclaje.
Se apreciará que diversas capas de anclaje mecánico con diversas microestructuras y formadas de diversas maneras serán adecuadas para la presente invención. Sólo es necesario que la capa de anclaje tenga una microestructura capaz de anclar una capa de fármaco sobre la endoprótesis de manera que la capa permanezca intacta cuando la endoprótesis se expande desde su estado contraído al expandido durante la colocación de la endoprótesis. Otros tipos de capas de anclaje y su método de formación se analizan más adelante.
Un tipo de capa de anclaje tiene una serie de proyecciones con forma irregular o microestructura reticulada, formada por micrometalizado, por ejemplo, una microplaca de oro, en condiciones de alta corriente. La capa de electrometalizado puede dar como resultado capas o pilas de partículas con forma irregular, por ejemplo, del tamaño de 1-5 micrómetros, que forman un tamiz de partículas que parece arena empaquetada en su capacidad de captar un líquido aplicado a la superficie. Una superficie reticulada puede formarse también por deposición de vapor o bombardeo de un recubrimiento superficial sobre los filamentos de la endoprótesis, en condiciones de deposición rápida que conducen a la acumulación de nódulos superficiales.
En otra realización, una superficie que contiene huecos se forma atacando la superficie externa de la endoprótesis para formar huecos irregulares. Los huecos se interconectan preferiblemente formando intersticios dentro de la capa de anclaje. Este tipo de capa superficial ilustra una formada en la región de la superficie externa del cuerpo de la endoprótesis, en lugar de la formada sobre la superficie de la endoprótesis por deposición de adición de material a la superficie. Se conocen los métodos para producir el ataque irregular de una superficie metálica. Como alternativa, pueden emplearse métodos fotolitográficos de formación de microestructura, tales como los descritos en las Patentes de Estados Unidos 6.274.294 y 6.019.784.
En otro enfoque más, pequeñas partículas, por ejemplo, partículas sinterizadas en el intervalo de tamaño de 1-5 micrómetros pueden aplicarse a la superficie de la endoprótesis y fijarse a la misma con sinterización o similares. En este enfoque, las partículas pueden aplicarse con un adhesivo adecuado que puede retirarse por pirólisis durante el proceso de sinterización. La capa puede constituirse por aplicaciones sucesivas de partículas.
C. Recubrimiento de Fármaco
Con referencia de nuevo a la Figura 3, el recubrimiento de fármaco en la endoprótesis de la invención, indicado de forma general como 39, tiene un subestrato 35 infundido en la capa de anclaje, para retener el recubrimiento sobre el cuerpo de la endoprótesis cuando la endoprótesis se expande radialmente en el sitio de lesión vascular y un estrato superficial sustancialmente continuo 37 de fármaco que se pone en contacto directo con las paredes del vaso en la colocación de la endoprótesis. Como puede apreciarse de la sección anterior, el subestrato del recubrimiento de fármaco preferiblemente tiene proyecciones dendríticas dentro de la capa de anclaje de la endoprótesis, para proporcionar cohesión integral con la capa de anclaje pero en cualquier caso está "interconectado" con la microestructura de la capa de anclaje, por ejemplo debido a las regiones de relleno rebajadas en la capa de anclaje dentro de los huecos o entre los nódulos superficiales. Esta interconexión es importante para evitar que partes del recubrimiento de fármaco se separen y desprendan de la endoprótesis durante la expansión de la endoprótesis.
El estrato superficial 37 se forma integralmente con el subestrato de anclaje y forma una extensión continua de fármaco, como se muestra, a partir de la cual el fármaco se libera después de la colocación de la endoprótesis vascular. El estrato superficial es típicamente de aproximadamente 5-30 micrómetros o mayor de espesor, comparado con el espesor del subestrato de anclaje, que es típicamente de aproximadamente 3-10 micrómetros. Las cantidades relativas del fármaco en los dos estratos es típicamente de aproximadamente 20:1 a 1:1, más típicamente de aproximadamente 10:1 a 4:1, donde el subestrato del recubrimiento constituye aproximadamente el 10-50% del recubrimiento de fármaco total y preferiblemente aproximadamente el 25% o menor. De esta manera, la mayor parte de la liberación de fármaco del recubrimiento ocurre desde la capa externa continua, donde la cinética de liberación del fármaco está determinada únicamente por la naturaleza del fármaco en el recubrimiento y, opcionalmente, por los aditivos existentes en el recubrimiento que pueden alterar la naturaleza hidrófoba global del recubrimiento de fármaco.
Diversos compuestos anti-reestenosis pueden emplearse en la invención, incluyendo agentes anti-proliferativos, tales como taxol (paclitaxel), compuestos antisentido, doxorrubicina y, más particularmente, compuestos inmunosupresores de trieno macrocíclico que tienen la estructura general indicada a continuación y denominados también generalmente compuestos "limus". Algunos de la última clase de compuestos y su síntesis se describen, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.650.803, 5.288.711, 5.516.781, 5.665.772 y 6.153.252 en la Publicación PCT Nº WO 97/35575, en la Patente de Estados Unidos Nº 6.273.913 B1 y en la solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 60/176.086, 2000/021217A1 y 2001/002935A1. Un compuesto inmunosupresor de trieno macrocíclico ejemplar tiene la forma:
2
donde (i) R es H, un alquilo de cadena corta, lineal o ramificado, alcohol alquílico, alquil éter o un grupo aldal que no contiene más de diez átomos de carbono. En los compuestos ejemplares, R es CH_{2}-X-OH, y X es un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene de 1 a 10 átomos de carbono o (CH_{2})_{n}-O-(CH_{2})_{n}, donde n es 1-3, por ejemplo,
(CH_{2})_{2}-O-(CH_{2})_{2} (denominado también en este documento Biolimus A-9).
Otro fármaco que se contempla es pioglitazona, un fármaco anti-diabético oral que actúa fundamentalmente disminuyendo la resistencia a insulina. El compuesto inhibe la proliferación inducida por el factor de crecimiento de las células de músculo liso in vitro y se ha mostrado que reduce la hiperplasia de la íntima después de una lesión vascular inducida por angioplastia de balón. El compuesto es ligeramente soluble en etanol y acetona, e insoluble en agua.
Otro compuesto adecuado es eritropoyetina (EPO) un polipéptido implicado en la inducción de los glóbulos rojos sanguíneos. Se ha demostrado que la EPO estimula la movilización de las células progenitoras endoteliales en un modelo animal y ha revelado también efectos protegidos en un corazón que ha sufrido un infarto.
El recubrimiento puede incluir adicionalmente un segundo agente bioactivo eficaz para minimizar los sucesos relacionados con la sangre, tales como coagulación, que puede estimularse por la lesión vascular original, la presencia de una endoprótesis; o para mejorar la curación vascular en el sitio de la lesión. Los segundos agentes ejemplares incluyen agentes antiplaquetarios, fibrinolíticos o trombolíticos en forma cristalina soluble. Los agentes antiplaquetarios fibrinolíticos o trombolíticos ejemplares son heparina, aspirina, hirudina, ticlopidina, eptifibatida, uroquinasa, estreptoquinasa, activador de plasminógeno tisular (TPA) o mezclas de los mismos ellos.
El recubrimiento puede incluir también aglutinantes o pequeñas moléculas diseñadas para optimizar la solubilidad del recubrimiento de fármaco en el tejido, para producir una cohesión deseada en el recubrimiento de fármaco y una velocidad de liberación de fármaco deseada en la endoprótesis implantada. En un aspecto de solubilidad, la hidrofobicidad de los fármacos se expresa típicamente como log P (logaritmo del coeficiente de reparto) entre octanol y agua, indicando un valor de log P > 4 un compuesto que típicamente se atraerá fuertemente (es decir, será soluble) en los sitios de unión lipófilos de los tejidos y poco soluble en agua y sangre. Usando un método de HPLC modificado para determinar los valores de log P (Lombardo et al., J. Med Chem., 43: 2922, 2000), se realizaron estudios para respaldar la presente invención que han determinado valores de log P para numerosos de los limus anteriores y otros compuestos. Estos varían de 6,51 para rapamicina (R = H anterior), 6,70 para everolimus (R = CH_{2}-CH_{2}-OH, anterior), 7,63 para Biolimus A9 (R = (CH_{2})_{2}-O-(CH_{2})_{2}, anterior), y 4, 68 para paclitaxel.
En general, es deseable que el compuesto anti-reestenosis tenga un valor de log P relativamente alto, por ejemplo mayor de 4, para proporcionar una alta solubilidad en los tejidos que rodean la endoprótesis, una baja solubilidad en agua para evitar el lavado del recubrimiento de fármaco por la sangre y la integridad o cohesión al recubrimiento de fármaco, particularmente para mantener la integridad estructural del recubrimiento entre los dos estratos en el recubrimiento después de implantar la endoprótesis. Como alternativa, el recubrimiento de fármaco puede formularse para que contenga una molécula hidrófoba, por ejemplo, una molécula de lípido tal como lecitina u otro aglutinante o vehículo para proporcionar cohesión y mejorar la solubilidad en los tejidos. A la inversa, cuando un compuesto es tan hidrófobo que su velocidad de liberación desde el recubrimiento es demasiado lenta, el recubrimiento puede formularse con moléculas relativamente hidrófilas, por ejemplo polietilenglicol de cadena corta o similares para acelerar la velocidad de liberación del fármaco.
La Figura 7 muestra una curva de velocidad de liberación de fármaco para Biolimus A-9 (252 \mug) en una endoprótesis recubierta con platino (capa de anclaje metalizada con platino) durante un período de 34 días. Como se observa, aproximadamente un tercio del fármaco ha eluido de la endoprótesis para el día 34. Se apreciará que la velocidad real de liberación de fármaco in vivo será mucho mayor, por ejemplo, el grueso del fármaco liberado se liberará durante los primeros días después del implante, debido a la mayor hidrofobicidad del entorno de la membrana celular in vivo. Sin embargo, la liberación in vitro en un medio puramente acuoso proporciona un patrón útil para formular el recubrimiento de fármaco, para conseguir una velocidad de liberación de fármaco eficaz in vivo y también para conseguir una cohesión fármaco-capa deseada.
Un recubrimiento preferido incluye al menos aproximadamente el 90% en peso del fármaco de inhibición de reestenosis y hasta el 10% en peso de aditivos, tal como aglutinantes o agentes para optimizar la velocidad de liberación. Aunque el recubrimiento puede contener especies poliméricas como soluto, tales como polietilenglicol, como un aditivo hidrófilo, heparina o EPO, el recubrimiento no contiene sustancialmente un polímero reticulado capaz de proporcionar soporte estructural al recubrimiento.
D. Métodos de Recubrimiento de la Endoprótesis
La Figura 6 ilustra un dispositivo robótico útil para depositar el recubrimiento de fármaco sobre la capa de anclaje de los filamentos de la endoprótesis 50. Una solución o mezcla de fármaco 40 se prepara disolviendo el fármaco para inhibir la reestenosis y cualquier otro de los componentes del recubrimiento, en un disolvente adecuado. Un disolvente preferido para la deposición de un compuesto hidrófobo, tal como un compuesto limus, es acetato de etilo, a una concentración de fármaco entre aproximadamente 25-100 mg/ml, típicamente aproximadamente 50 mg/ml. Otros acetatos de alquilo inferior, tales como acetato de metilo o de propilo son adecuados también como puede serlo un número de otros disolventes capaces de disolver el compuesto a las concentraciones indicadas. Típicamente, la viscosidad de la mezcla de disolventes se prepara variando la cantidad de disolvente que varía de aproximadamente 2 centipoise a aproximadamente 2000 centipoise y típicamente puede ser de aproximadamente 50 a 700 centipoise. Si se desea, pueden añadirse moléculas de polímero para aumentar la viscosidad en solución.
La solución de fármaco se pone en un depósito presurizable 42. Conectada al depósito hay una bomba de presurización de fluido 44. La bomba de presurización puede ser cualquier fuente de presión capaz de impulsar a la mezcla de disolvente a moverse a una velocidad programada a través de un tubo de suministro de solución 46. La bomba de presión 44 está bajo el control de un microcontrolador (no mostrado), como se sabe bien en el campo de los sistemas de dosificación de precisión. Por ejemplo, dicho microcontrolador puede comprender un robot dosificador modelo 4-ejes números I&J500-R y I&J750-R disponible en I&J Fisnar Inc. (Fair Lawn, NJ), cualquiera de los cuales puede controlarse mediante comunicaciones RS-232C de interfaz con un ordenador personal o sistemas de dosificación de precisión tales como Automove A-400 disponible en Asymtek (Carlsbad, CA). Un programa informático adecuado para controlar una interfaz RS232C puede comprender el sistema Fluidmove, disponible también en Asymtek (Carlsbad, CA).
Unido al depósito 42, por ejemplo, en el fondo del depósito hay un tubo de suministro de solución 48 para suministrar la mezcla de disolventes a la superficie de la endoprótesis. El depósito presurizable 42 y el tubo de suministro 48 se montan a un soporte móvil (no mostrado) que es capaz de mover el tubo de suministro de disolvente en pequeñas etapas, tal como 0,2 mm por etapa, o continuamente a lo largo del eje longitudinal de la endoprótesis como se ilustra mediante la flecha X1. El soporte móvil para el depósito presurizable 42 y el tubo de suministro 48 también es capaz de mover la punta (extremo distal) del tubo de suministro más cerca de la superficie del microfilamento o lejos de la superficie del microfilamento en pequeñas etapas como se muestra mediante la flecha Y1.
La endoprótesis no recubierta se sujeta mediante un montaje rotatorio en contacto con la superficie interna de la endoprótesis al menos en un extremo. De esta manera, la endoprótesis puede hacerse girar a lo largo del eje longitudinal como se observa en R1. La rotación axial de la endoprótesis puede conseguirse en pequeñas etapas graduales, tal como 0,5 grados por etapa, para recolocar la superficie más superior de la estructura de la endoprótesis para recubrimiento mediante el tubo de suministro por unión de un motor gradual al montaje como se sabe bien en la técnica. Si fuera deseable, la endoprótesis puede hacerse girar continuamente. El método de colocación precisa de un dispositivo de suministro de fluido de pequeño volumen se conoce bien en el campo de los sistemas de dosificación de disolvente X-Y-Z y puede incorporarse en la presente invención. Como alternativa, el tubo de suministro puede mantenerse en una posición fija y además del movimiento de rotación, la endoprótesis se mueve a lo largo de su dirección longitudinal para conseguir el proceso de recubrimiento.
La acción de la bomba de presurización de fluido, colocación X1 e Y1 del tubo de suministro de fluido y la colocación R1 de la endoprótesis se coordina típicamente mediante un controlador digital y un programa informático, de manera que la cantidad requerida precisa de solución se deposita donde se desee sobre las superficies de la endoprótesis, tras lo cual se permite escapar al disolvente. La deposición puede realizarse de manera que el espesor de la capa de fármaco final varía a lo largo de la longitud de la endoprótesis, por ejemplo, los extremos de la endoprótesis pueden tener una capa de fármaco más gruesa para reducir los efectos de la reestenosis que pueden localizarse en los extremos de la endoprótesis. De forma similar, las regiones laterales de los extremos de la endoprótesis pueden recubrirse para desplazar los efectos finales.
Las mesas de colocación X-Y-Z adecuadas y los soportes móviles están disponibles en el mercado tal como aquellos disponibles de I & J Fisnar Inc. (Fair Lawn, NJ). El tubo de suministro de solución tiene unas dimensiones preferidas entre hipo-tubos de acero inoxidable de calibre 18-28 montados en un conector de bloqueo adecuado. Dichos tubos de suministro pueden obtenerse a partir de EFD Inc. (East Providence, RI). EFD publica una guía de selección para Puntas de Propósito Especial. Las puntas preferidas son los números 5118-1/4-B a 5121-1/4-B "puntas de acero inoxidable pasivadas sin rebaba con una longitud de 0,64 cm (¼") para dosificación rápida "punto a punto de materiales cargados con partículas o espesos", número 51150VAL-B "puntas de acero inoxidable ovaladas para aplicar pastas espesas, sellantes y epoxis en depósitos de cinta plana" y el número 5121-TLC-B a 5125-TLC-B "resiste la obturación por cianoacrilatos y proporciona un control de depósito adicional para fluidos de baja viscosidad. Corrugado y revestido de teflón" disponibles todos en EFD Inc. (East Providence, RI). Se apreciará que cualquier número de puntas disponibles en el mercado son adecuadas para usar con el dispositivo robótico. Cualquier número de depósitos de solución presurizable desechable son adecuados y están disponibles en el mercado tal como el número de serie 1000Y5148 a 1000Y5152F disponible en EFD Inc. (East Providence, RI). Una punta alternativa que puede usarse con la invención es un micro-capilar de vidrio con un D. I. de aproximadamente 0,0005 a 0,002 pulgadas (0,0127 a 0,0508 mm) tal como de aproximadamente 0,001 pulgadas (0,0254 mm) que está disponible en VWR Nº de catálogo 15401-560 "tubos de microhematocrito", de 60 mm de longitud, D. I. 0,5-0,6 mm. Los tubos pueden estirarse adicionalmente bajo un mechero Bunsen para conseguir el D. I. deseado para la aplicación precisa de la mezcla fármaco/disolvente. Se apreciará que puede usarse más de uno de los tipos de tubos de dosificación de fluido conjuntamente para formar el recubrimiento o, como alternativa, usar más de un depósito de solución móvil equipado con diferentes puntas o que contiene soluciones de diferente viscosidad o diferentes constituyentes químicos de las múltiples soluciones en el mismo proceso para formar el recubrimiento.
Un microcontrolador programable adecuado para hacer funcionar el motor gradual y la mesa XYZ está disponible en Asymtek, Inc. Un montaje adecuado y un sistema de motor gradual está disponible en Edmund Scientific (Barrington, NJ).
Típicamente, como se ha descrito anteriormente, el recubrimiento se aplica directamente sobre la superficie o superficies de soporte externas de la endoprótesis en una cantidad, cuando se seca, para producir una capa de fármaco del espesor deseado. Cuando se aplica la solución de fármaco, una parte se infundirá en la capa de anclaje mecánico y el resto formará una cinta de refuerzo a lo largo de la superficie superior del filamento. Para completar la formación del recubrimiento, la capa de recubrimiento se seca al vacío, por ejemplo, a 20 pulgadas de Hg (50,8 cm de Hg), hasta que forma una capa endurecida, sin disolvente. Idealmente, el recubrimiento debería tener una apariencia translúcida en esta fase, indicando una integridad de recubrimiento deseada. Un recubrimiento que no tiene una apariencia vítrea o que parece tener una apariencia en polvo, es probable que sea inadecuado e indica que el fármaco debería aplicarse en otro disolvente o en combinación con aditivos que potencien la cohesión del recubrimiento.
Un método alternativo de aplicación del recubrimiento a la endoprótesis, si hay una atracción capilar suficiente del recubrimiento a la superficie de la endoprótesis, puede sumergir toda o parte de la endoprótesis en un depósito de la solución de fármaco, con lo que el fármaco se dirige hacia los intersticios del recubrimiento. Adicionalmente, la endoprótesis puede pulverizarse con la solución de fármaco, después de lo cual el fármaco se dirige hacia los intersticios del recubrimiento.
III. Métodos de uso y características de rendimiento
Esta sección describe los métodos de tratamiento vascular de acuerdo con la invención y las características de rendimiento de las endoprótesis construidas de acuerdo con la invención.
Los métodos de la invención se diseñan para minimizar el riesgo y/o la extensión de la reestenosis en un paciente que ha sufrido una lesión vascular localizada o que está en riesgo de oclusión vascular. Típicamente la lesión vascular se produce durante un procedimiento angiográfico para abrir un vaso parcialmente ocluido tal como una arteria vascular coronaria o periférica. En el procedimiento angiográfico, un catéter de balón se pone en el sitio de oclusión y un balón en el extremo distal se infla y desinfla una o más veces para forzar al vaso ocluido a abrirse. Esta expansión del vaso, que particularmente implica un traumatismo superficial en la pared del vaso donde la placa puede desmontarse, a menudo produce una lesión suficientemente localizada que el vaso responde con el tiempo por inflamación, proliferación celular que conduce a un remodelado positivo y reoclusión. No es sorprendente que la aparición o gravedad de este proceso, conocido como reestenosis, a menudo está relacionada con la extensión del estiramiento de los vasos y la lesión producida por el procedimiento angiográfico. Particularmente cuando el sobre-estiramiento es del 35% o mayor, ocurre la reestenosis con una alta frecuencia y a menudo con una gravedad sustancial, es decir, oclusión
vascular.
En la práctica de la presente invención, la endoprótesis se sitúa en su estado contraído típicamente en el extremo distal de un catéter, dentro del lumen del catéter o en un estado contraído en un balón en el extremo distal. El extremo distal del catéter se guía después al sitio de la herida, o el sitio de oclusión potencial y se libera del catéter, por ejemplo usando un cable de guía para liberar la endoprótesis en el sitio, si la endoprótesis es auto-expansible, o expandiendo la endoprótesis sobre un balón inflando el balón, hasta que la endoprótesis entre en contacto con las paredes del vaso, en efecto, implantando la endoprótesis en la pared del vaso en el sitio. Una vez desplegada en el sitio, la endoprótesis inmediatamente empieza a liberar compuesto activo en las células que revisten el sitio vascular para inhibir la proliferación celular.
Los ensayos en un modelo animal de reestenosis en cerdo como se describe de forma general por Schwartz et al. ("Restenosis After Balloon Angioplasty-A Practical Proliferative Model in Porcine Coronary Arteries", Circulation, 82: (6) 2190-2200, 1990.) demuestra la capacidad de la endoprótesis de esta invención para reducir la extensión de la reestenosis. Brevemente, los estudios realizados para respaldar la presente invención comparaban la extensión de la reestenosis a 28 días después del implante de la endoprótesis, en endoprótesis metálicas que tenían una capa de anclaje de platino electrometalizado, con o sin un recubrimiento de fármaco de Biolimus A-9. La presencia del fármaco redujo significativamente la extensión de la reestenosis observada al final del estudio de 28 días.
A partir de lo anterior, puede observarse cómo se satisfacen diversos objetos y características de la invención. La endoprótesis tiene un perfil reducido, para una cantidad dada de fármaco anti-reestenosis sobre la endoprótesis gracias a la ausencia de un material revestido con polímero usado como depósito para el fármaco sobre la superficie de la endoprótesis. Esto permite una mayor apertura del vaso y, de esta manera, un flujo de sangre mejorado, con menos estiramiento del vaso.
Se sabe que los recubrimientos de la endoprótesis polimérica producen un aumento de la inflamación de la pared del vaso y reestenosis, y la ausencia de componentes poliméricos reduce la inflamación e irritación en el sitio del vaso, que puede estar causada, por ejemplo, por una reacción de inflamación celular para degradar un polímero biodegradable o un cuerpo extraño como respuesta a un polímero estable. Al mismo tiempo, el recubrimiento de fármaco de la presente invención permite un mayor control de liberación de fármaco y una velocidad de liberación más constante con el tiempo, ya que la cinética de liberación del fármaco no depende de la difusión a través de la matriz polimérica, o a través de una capa externa porosa o desde una matriz metálica porosa en la endoprótesis, sino que depende simplemente de la disolución del fármaco desde el recubrimiento de fármaco esencialmente puro hacia el entorno vascular. Hasta que el recubrimiento de fármaco no se reduce a la capa de anclaje la cinética de liberación del fármaco no se ve influida de una manera minoritaria por otros factores, en este caso la porosidad de la capa de anclaje mecánico.

Claims (12)

1. Una endoprótesis vascular, radialmente expansible, diseñada para colocarla en un sitio de lesión vascular, para inhibir la reestenosis en el sitio, que comprende:
un cuerpo radialmente expansible formado por uno o más filamentos metálicos que definen una superficie externa, unido a o formado en dicha superficie externa, una capa de anclaje mecánico que puede infundirse como líquido que tiene un espesor medio de al menos 3 \mum, y
un recubrimiento de fármaco compuesto por una composición sin polímero que contiene al menos un 90% en peso de un fármaco inmunosupresor de trieno macrocíclico anti-reestenosis y hasta el 10% en peso de aditivos, y que no contiene un polímero reticulado capaz de proporcionar soporte estructural al recubrimiento y que tiene subestrato infundido en dicha capa de anclaje, para retener dicho recubrimiento sobre el cuerpo de la endoprótesis cuando la endoprótesis se expande radialmente en el sitio de la lesión vascular, y un estrato superficial sustancialmente continuo de fármaco que se pone en contacto directo con las paredes del vaso en dicho sitio mediante dicha expansión radial y
en la que el estrato superficial no contiene una matriz polimérica reticulada en la que se embebe el fármaco y, por lo tanto, el fármaco en el estrato superficial no está contenido en los poros de la superficie y
en la que no hay una membrana porosa limitadora de la difusión que cubra el recubrimiento de fármacos,
de manera que la velocidad de liberación del fármaco anti-reestenosis del estrato superficial hacia dicho sitio vascular está determinada únicamente por la composición de dicho recubrimiento de fármaco.
2. La endoprótesis de la reivindicación 1, en la que el estrato superficial del fármaco tiene un espesor entre aproximadamente 10 y 30 \mum.
3. La endoprótesis de la reivindicación 1, en la que el sustrato del recubrimiento de fármaco no constituye más de aproximadamente el 25 por ciento en peso de dicho recubrimiento de fármaco.
4. La endoprótesis de la reivindicación 3, en la que dicho fármaco inmunosupresor de trieno macrocíclico anti-reestenosis tiene la estructura:
3
donde (i) R es H, un alquilo de cadena corta, lineal o ramificado, alcohol alquílico, alquil éter o un grupo aldal que no contiene más de diez átomos de carbono.
5. La endoprótesis de la reivindicación 4, en la que R es CH_{2}-X-OH y X es un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene de 1 a 10 átomos de carbono o (CH_{2})_{n}-O-(CH_{2})_{n}, donde n es 1-3.
6. La endoprótesis de la reivindicación 5, en la que R es (CH_{2})_{n}-O-(CH_{a})_{n}, donde n es 1-3.
7. La endoprótesis de la reivindicación 1, en la que dicho cuerpo de la endoprótesis se forma a partir de una aleación seleccionada entre el grupo que consiste en cobalto/cromo, acero inoxidable, y platino/iridio.
8. La endoprótesis de la reivindicación 7, en la que dicha capa de anclaje mecánico que puede infundirse como líquido se produce electrodepositando dicha capa sobre el cuerpo de la endoprótesis.
9. Un método para producir una endoprótesis vascular radialmente expansible diseñada para colocarla en un sitio de lesión vascular, para inhibir la reestenosis en el sitio, que comprende
aplicar una composición líquida, sin polímero, de un fármaco inmunosupresor de trieno macrocíclico anti-reestenosis y hasta el 10% en peso de aditivos y que no contiene polímero reticulado capaz de proporcionar soporte estructural al recubrimiento a un cuerpo de endoprótesis radialmente expansible formado por uno o más filamentos metálicos que definen una superficie externa, y que tiene unida al mismo una capa de anclaje mecánico que puede infundirse como líquido que tiene un espesor medio de al menos 3 \mum,
en una cantidad suficiente para infundir la composición en dicha capa de anclaje, para formar un subestrato de recubrimiento de fármaco dentro de la capa y formar sobre el subestrato un estrato superficial sustancialmente continuo de fármaco, y
en el que el estrato superficial no contiene una matriz polimérica reticulada en la que se embebe el fármaco, por lo tanto el fármaco en el estrato superficial no está contenido en los poros de la superficie, y
en el que no hay una membrana porosa limitadora de la difusión que cubra el recubrimiento de fármaco,
de manera que la velocidad de liberación del fármaco anti-reestenosis desde el estrato superficial hacia dicho sitio vascular está determinada únicamente por la composición de dicho recubrimiento de fármaco.
10. El método de la reivindicación 9, en el que el fármaco anti-reestenosis tiene la estructura:
4
donde (i) R es H, un alquilo de cadena corta, lineal o ramificado, alcohol alquílico, alquil éter o un grupo aldal que no contiene más de diez átomos de carbono.
11. El método de la reivindicación 10, en el que R es CH_{2}-X-OH, y X es un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene de 1 a 10 átomos de carbono o (CH_{2})_{n}-O-(CH_{2})_{n}, donde n es 1-3.
12. La endoprótesis de la reivindicación 1, en la que dicha capa de anclaje mecánico que puede infundirse como líquido tiene regiones rebajadas o contiene proyecciones dendríticas.
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